[發明專利]一種確定礦物組成不均一樣品主量元素的方法

有效

• 申請號: 202111472403.2
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN113866197B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 張徐航;張馳;蘇菲;賀懷宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046;G01N23/20;G01N23/2206;G01N23/2252
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 賈耀淇

1.一種確定礦物組成不均一樣品主量元素的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、對礦物組成不均一的單顆粒樣品進行處理將單顆粒樣品用導電膠帶固定在試管表面，然后進行CT掃描，得到該樣品的三維灰度圖，再根據該樣品內部礦物的結構來進行三維圖像的灰度拆分和識別，獲得該樣品中各礦物的體積；

步驟二、對同源樣品進行處理

對與步驟一中單顆粒樣品同源或同區域的其他樣品開展巖相學工作，給出同源或同區域的其他樣品的礦物相組成和各礦物的主量元素特征，為了排除異常值的干擾，由各主量元素的算術平均值（n個數據相加后除以n）來代表各礦物的主量元素，用占比最高的礦物相來代表礦物類別，參與后續密度的查找；

步驟三、獲得礦物相組成

對步驟二中同源或同區域的其他樣品選取其粉末樣品，并對該粉末樣品進行徹底攪拌，然后使用石英玻璃片將樣品刮到平坦表面上，再使用XRD進行分析，繼而得到步驟二中同源或同區域的其他樣品的礦物相組成，每次測量后，重新攪拌樣品，再重新將其使用石英玻璃片將樣品刮到平坦表面上，使用XRD重新分析，對于每個樣品，使用XRD分析需重復10-20次，得到具體對應的礦物，每個礦物相的標準衍射圖來自國際衍射中心數據，隨后進行礦物密度的查找，密度ρ_mineral通過查找礦物密度數據庫得到相應類別礦物的密度；

步驟四、獲得各礦物的主量元素特征

對步驟二中同源或同區域的其他樣品進行EPMA分析，使用配備有能量色散光譜儀的EPMA測定選定樣品的各礦物的主量元素特征；

步驟五、計算整體主量元素

將通過CT掃描獲得的體積結合通過與樣品同源或同區域的其他部分獲得的密度ρ_mineral，可計算得到不同部分礦物的質量M_mineral和樣品的總質量M_total，基于礦物的質量和礦物主量元素的含量Element_mineral（wt%），再計算不同礦物所含的各主量元素的質量M_{mineral-element}，并重新計算樣品中各主量元素質量的總和M_{element total}，再重新計算樣品中各主量元素在整個樣品中的占比Element_total（wt%）。

2.根據權利要求1所述的一種確定礦物組成不均一樣品主量元素的方法，其特征在于：所述步驟一中，統計同一灰度單元的體積，用同一灰度單元的體積來代表各個礦物的體積V_mineral。

3.根據權利要求1所述的一種確定礦物組成不均一樣品主量元素的方法，其特征在于：所述步驟四中，在15kV的加速電壓和10nA的電子束電流下對礦物進行分析，光斑直徑為5μm，每個元素的峰計數時間為20s，背景時間為10s。

4.根據權利要求1所述的一種確定礦物組成不均一樣品主量元素的方法，其特征在于：所述步驟五中，不同部分礦物的質量M_mineral計算公式如下：

M_mineral=ρ_mineral×V_mineral

式中，ρ_mineral為礦物密度，V_mineral為礦物體積。

5.根據權利要求1所述的一種確定礦物組成不均一樣品主量元素的方法，其特征在于：所述步驟五中，樣品的總質量M_total計算公式如下：

M_total=∑M_mineral

式中，M_mineral為不同部分礦物的質量。